[发明专利]双模式宽负载范围降压型开关电容DC-DC转换器

说明书

本发明涉及一种双模式宽负载范围降压型开关电容DC‑DC转换器，该DC‑DC转换器10包括：时钟编码驱动子电路11；开关电容功率子电路12，电连接所述时钟编码驱动子电路11；反馈控制子电路13，电连接所述电容功率子电路12并输出反馈信号至所述时钟编码驱动子电路11。本发明提供的双模式宽负载范围降压型开关电容DC‑DC转换器，采用PFM和Burst两种输出电压管理的工作模式，在PFM工作模式下，负载的变化通过误差放大器EA输出信号调节VCO开关频率，产生两相非交叠信号Φ1和Φ2作为开关电容阵列来稳定输出电压，保证输出电压精度；在Burst工作模式通过间歇的工作模式来稳定轻载的输出电压，从而有效增加转换器轻载时的负载电流范围，此外，还提升了负载跳变的反应时间与转换效率。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，特别涉及一种双模式宽负载范围降压型开关电容DC-DC转换器。

背景技术

可便携式设备复杂度的提升对电源管理的要求越来越高，高性能的设备要求电源能量密度高，芯片面积小、功耗较低。开关电源具有效率高、体积小和重量轻等多方面的优势，成为了应用最广泛的电源。其中，开关电容DC-DC转换器相比于开关电感型DC-DC转换器易于集成，同时电感的省去也减小电磁串扰对电路带来的影响。

但是，开关电容DC-DC转换器存在输出电压范围较大且不稳定和输出负载范围较低等问题，从而在很大程度上限制了开关电容DC-DC转换器的推广应用。

因此，如何设计一种性能优异的开关电容DC-DC转换器就变得极其重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种宽负载范围、性能优异的开关电容DC-DC转换器。

具体的，本发明的一个实施例提供了一种双模式宽负载范围降压型开关电容DC-DC转换器。该DC-DC转换器10包括：

时钟编码驱动子电路11；

开关电容功率子电路12，电连接时钟编码驱动子电路11；

反馈控制子电路13，电连接电容功率子电路12并输出反馈信号至时钟编码驱动子电路11。

在本发明的一个实施例中，反馈控制子电路13包括：第一跨导运算放大器OTA1、补偿电容C_C、补偿电阻R_C、压控振荡器VCO、非交叠时钟产生单元；其中，

第一跨导运算放大器OTA1、压控振荡器VCO及非交叠时钟产生单元依次串接于开关电容功率子电路12的输出端V_OUT与时钟编码驱动子电路11的输入端之间；

第一跨导运算放大器OTA1的反相输入端电连接开关电容功率子电路12的输出端V_OUT、同相输入端电连接第一参考电压端V_REF；

补偿电阻R_C与补偿电容C_C依次串接于第一跨导运算放大器OTA1的输出端与接地端GND之间。